Energie in der Smart City intelligent nutzen durch digitale Vernetzung und Sektorenkopplung
Bei der E-world 2024 stellen Zenner, GP Joule und aktiver EMT gemeinsam Konzepte für die intelligente Nutzung von Energie vor. Durch die Vernetzung der Sektoren Energie, Metering, Gebäude und Mobilität entsteht ein Ökosystem, das viele Bausteine einer digitalen und klimaneutralen Stadt verbindet.
Die Smart City hält viele Herausforderungen in den unterschiedlichen Sektoren bereit – vor allem im Bereich der Energieversorgung, -verteilung und -nutzung. Verordnungen, wie das Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende (GNDEW), das reformierte Messstellenbetriebsgesetz (MsbG) oder das novellierte Gebäudeenergiegesetz (GEG) fordern den Ausbau und die Verknüpfung von erneuerbaren Energien, Elektromobilität und Digitalisierung.
Lösungen auf Nutzerebene ermöglichen es, Energie effizient zu nutzen
Die Nutzung erneuerbarer Energien und die Digitalisierung sind zwei entscheidende Elemente der Energiewende, für die Zenner, GP Joule und aktiver EMT gemeinsam auf der E-World schlüsselfertige Lösungen vorstellen. „Um aus smarten Städten nachhaltige Städte zu machen, braucht man digitale Infrastrukturen und eine interdisziplinäre Betrachtung. Dabei geht es nicht nur um das Vernetzen von Sensoren, sondern auch um das Vernetzen der Sektoren Energie, Metering, Gebäude und Mobilität“, beschreibt Dr. Jan-Philipp Exner, Senior Projektmanager Smart City bei Zenner International GmbH & Co. KG.
Energie intelligent verteilen über Smart Grids
Ende November 2023 finalisierte die Bundesnetzagentur den Paragraphen 14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) zur netzorientierten Steuerung von Verbrauchseinrichtungen und Netzanschlüssen über ein Smart Meter Gateway (SMGW). Dies wird mit wenigen Ausnahmen Pflicht für alle Netzbetreiber in der Niederspannung und alle Betreiber von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen, die nach dem 1. Januar 2024 verbaut werden. Wallboxen, Ladesäulen, Stromspeicher und Wärmepumpen müssen nun über einen Controllable Local System (CLS)-Kommunikationsadapter bzw. ein Energiemanagement-System fernsteuerbar sein. Daten über den CLS-Kanal des SMGW empfangen, senden und verarbeiten, darf wiederum nur ein vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) nach ISO 27001 zertifizierter aktiver externer Marktteilnehmer (aEMT). Diese Aufgabe übernimmt die aktiver EMT GmbH als entsprechend legitimierter und spezialisierter Dienstleister. Die Pflichten nach § 14a EnWG gelten seit dem 1. Januar 2024.
LoRaWAN macht Netze transparent
Die Daten aus intelligenten Messsystemen sind für die Abschätzung des Netzzustandes und der Betriebsmittelauslastung jedoch oft nicht aussagekräftig genug, denn energiewirtschaftlich relevante Daten allein reichen als Grundlage für die Steuerung von Verteilnetzen nicht aus. Verteilnetzbetreiber (VNB) müssen zusätzliche Messungen in Ortsnetzstationen und Kabelverteilerschränken etablieren, um die Energieflüsse in ihren Netzen transparent zu machen. Zudem sieht die Bundesnetzagentur im Kontext des § 14a EnWG Nachweispflichten über den Netzknotenzustand vor, wenn VNB steuerbare Verbrauchseinrichtungen netzdienlich, wie oben beschrieben, regeln.
Mit LoRaWAN ist die Überwachung von Niederspannungsnetzen mit einfachen Mitteln realisierbar, indem Echtzeitdaten beispielsweise aus Ortsnetz-Trafostationen übertragen werden. Zenner präsentiert hierzu bei der E-world eine entsprechende Lösung.
Energieeffizienz erzielen mit Submetering und Smart Building-Lösungen
Mit mehr als 30 % ist der Gebäudebereich nach wie vor der größte CO2-Verursacher in Deutschland. Ein wichtiger Ansatzpunkt ist hier das Submetering. Die wohnungsweise Erfassung und Abrechnung der Energieverbräuche für Heizung und Warmwasser ermöglicht eine hohe Transparenz beim Energieverbrauch. Durch die in der aktuellen Heizkostenverordnung vorgeschriebene digitale Übertragung der Verbrauchsdaten und die Pflicht, Bewohnern monatlich die aktuellen Verbrauchsdaten zur Verfügung zu stellen, soll die effiziente Nutzung von Energie gefördert werden.
Hier wird der SMGW-basierte Messdatentransfer bislang zwar noch nicht explizit verlangt, doch die novellierte Heizkostenverordnung zeigt bereits, wohin der Weg führt: Neu zu installierende Messtechnik muss fernauslesbar sein und sicher an ein SMGW angebunden werden können.
„Für viele Stadtwerke, Energieversorger und Kommunen ist das smarte Submetering gleichzeitig der Einstieg in die Welt digitaler Gebäudelösungen. Diese umfasst beispielsweise auch die Erfassung von Raumklima, Temperatur und Luftfeuchtigkeit oder die Überwachung des CO2-Gehaltes in der Luft“, erklärt René Claussen, Geschäftsbereichsleiter IoT und digitale Lösungen bei Zenner.
Mit der BuildingLink-App von Zenner lässt sich die Raumwärmeversorgung bedarfsgerecht und komfortabel steuern.
Die intelligente Steuerung von Heizkörperthermostaten ist ein Beispiel dafür, wie sich neue Lösungen schnell und einfach in ein bestehendes LoRaWAN-Ökosystem integrieren lassen. Mit der Anwendung BuildingLink von Zenner lassen sich bestimmte Gebäudebereiche über das Internet der Dinge gezielt ansteuern und die Temperaturen gemäß dem tatsächlichen Nutzungsgrad anpassen. Je nach Nutzerverhalten und Gebäudedämmung können, Studien zufolge, Energieeinsparpotenziale von bis zu 31,5 % genutzt werden.
Der Weg ist frei für digitale Lösungen
Die Branche kommt endgültig vom Planen in die Umsetzung. Die Frage ist längst nicht mehr ob, sondern an welchen Stellen digitale Lösungen umgesetzt werden. „Unser E-World Messestand ist ganz auf die Präsentation schlüsselfertiger Lösungen ausgerichtet. Von der Messtechnik über die IoT-Sensorik bis zur LoRaWAN-Infrastruktur gibt es Digitalisierung zum Anfassen“, erklärt Claussen.
Lösungen für die intelligente Nutzung von Energie präsentieren Zenner, >GP Joule und die >aktiver EMT GmbH bei der >E-world 2024 am Stand 2C114 in Halle 2.
